Tesis doctoral de Carlos Ignacio Lorda Diez
Nuestro estudio proporciona evidencias sobre la implicación de la señalización por tgfíYs en las fases inicial y final del desarrollo de la extremidad. De acuerdo con nuestro análisis, tgfíY2 y tgfíY3 son los dos miembros de esta familia presentes en la extremidad en desarrollo, mientras que tgfíY1 está casi ausente. En condiciones fisiológicas, los tgfíYs son secretados como complejos inactivos que consisten en: un dímero de tgfíY y sus péptidos asociados a latencia (lap), y todo ello unido a una proteína ltbp. Estudios en una amplia variedad de modelos han demostrado que las proteínas ltbp regulan la biodisponibilidad de los tgfíYs facilitando su secreción, permitiendo el almacenaje del tgfíY inactivo en la ecm y participando en su proceso de activación en el espacio de pericelular . En coherencia con estas funciones, hemos observado que varios miembros de la familia ltbp se expresan en la extremidad en desarrollo y que los dominios de expresión génica de ltbp-1 se corresponden estrechamente con los dominios de expresión de tgfíYs en la extremidad en desarrollo y la distribución de psmad2/3 siendo, por lo tanto, un buen marcador de las zonas de actividad tgfíY. Adicionalmente hemos observado que ltbp-2, otro miembro de la familia ltbp, presenta patrones de expresión similares a los de ltbp-1, pero la función de este miembro de los ltbps en la regulación de la señalización por tgfíYs sigue siendo incierta. Ltbp-3 presenta una expresión más tardía y restringida al pericondrio y las articulaciones en diferenciación. nuestras observaciones muestran que la señalización por tgfíYs tiene una influencia negativa en la expresión de gremlin en los estadíos iniciales del esbozo temprano de la extremidad. Gremlin es un antagonista secretado de bmps expresado bajo el control positivo de la señalización por shh, el cual tiene una función clave en el mantenimiento del crecimiento de la extremidad. El aumento de gremlin después de tratamientos con el inhibidor químico de los mediadores canónicos de señalización por tgfíYs smad2/3, el sb431542, pero no con los inhibidores para las rutas alternativas de p38 mapk y mek, indica que la regulación de gremlin estaría mediada por la señalización canónica vía smad2/3. los patrones de expresión de los genes tgfíY2, tgfíY3 y ltbp-1 en las etapas de formación de los dedos son consistentes con un papel conjunto para la señalización por tgfíYs en la miogénesis, la condrogénesis, la tenogénesis y la formación de las articulaciones interfalángicas. El presente estudio ha sido diseñado para evaluar el papel de los tgfíYs en la condrogénesis y para explorar su función potencial en la tenogénesis, usando como modelo los cultivos de micromasas, que son un modelo reconocido de condrogénesis in vitro. en este trabajo mostramos que el tratamiento de los cultivos de micromasas con tgfíYs en las etapas iniciales de la diferenciación de cartílago transforma a estos cultivos en una lámina de tejido fibroso. Teniendo en cuenta que, en los miembros en desarrollo, los progenitores de tendón y cartílago tienen ambos el mismo origen en el mesodermo lateral, nuestros resultados indican que las células en las etapas iniciales de la diferenciación condrocítica conservan la plasticidad necesaria para poder ser reprogramadas hacia el linaje fibroblástico. hemos detectado que el marcaje inmunohistoquímico para psmad3 se concentra en las células de las primeras etapas de agregación precondrogénica y en las células que ocupan el contorno de los nódulos de cartílago diferenciados.En un primer paso, los tgfíYs pueden promover la agregación de las células, que es un evento celular necesario tanto para la condrogénesis, como para la fibrogénesis . En un segundo paso, los tgfíYs limitarían la expansión de los agregados de cartílago. los cambios en la expresión génica detectados en los cultivos de micromasas tratados son importantes para comprender la función de los tgfíYs en la diferenciación de los tejidos esqueléticos. Hemos observado que el efecto anticondrogénico de los tgfíYs es acompañado de una intensa inducción de scleraxis, íYig-h3 y tenomodulin, y de una regulación negativa de aggrecan y sox9. Además, los tratamientos diseñados para bloquear la señalización por smad2/3 con sb431542 causaban efectos opuestos en la regulación génica y restauraban el fenotipo condrogénico en los cultivos tratados con tgfíYs. Este patrón de regulación génica es consistente con un papel para la señalización por tgfíYs en el establecimiento de los componentes fibrosos del sistema musculoesquelético. Según nuestros hallazgos, la regulación de sox9 y scleraxis constituye un evento central y precoz en el efecto profibrogénico de la señalización por tgfíYs observado en los cultivos de micromasas. Es probable que la divergencia entre la influencia positiva y negativa de los tgfíYs sobre la condrogénesis (es decir, efecto condrogénico in vivo frente a efecto fibrogénico in vitro) dependa de las diferencias en la regulación de los genes scleraxis y sox9 (diferencias en sus niveles relativos de expresión), en lugar de depender simplemente de la activación de una vía molecular alternativa a la de sox9 y liderada por scleraxis. en nuestro estudio también hemos detectado que la adición de tgfíY en el medio de cultivo es rápidamente seguida por una intensa inducción de dos represores de la señalización por tgfíYs, tgif1 y snon. Nuestros resultados en experimentos de sobreexpresión y silenciamiento de tgif1 son indicativos de un papel para este gen en dirigir la diferenciación de las células mesodérmicas, sometidas a la influencia de la señalización por tgfíYs, hacia la fibrogénesis en lugar de hacia la diferenciación condrogénica. La importancia funcional de snon no ha sido abordada en este estudio, sin embargo, su patrón de expresión génica en las articulaciones en desarrollo sugiere una función adicional de este represor en la selección del destino celular en el proceso de diferenciación asociado a la formación de las articulaciones.
Datos académicos de la tesis doctoral «Análisis del papel de los tgf¿s en el desarrollo de las extremidades.«
- Título de la tesis: Análisis del papel de los tgf¿s en el desarrollo de las extremidades.
- Autor: Carlos Ignacio Lorda Diez
- Universidad: Cantabria
- Fecha de lectura de la tesis: 05/07/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Juan Antonio Montero Simon
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Juan Antonio Garcia-porrero perez
- isabel Varela nieto (vocal)
- pedro Fernández salguero (vocal)
- virginio García martínez (vocal)